XL. Komplexkémiai Kollokvium · 2015-08-12 · 2 XL. Komplexkémiai Kollokvium Dobogókő 2005. május 18 (szerda). 12-13 Érkezés, a szobák elfoglalása 13-14 Ebéd 1400 – 1430

1

XL. Komplexkémiai Kollokvium

Az MTA Koordinációs Kémiai Munkabizottságának rendezvénye

Program és előadáskivonatok

2005. május 18-20. Dobogókő

2

XL. Komplexkémiai Kollokvium

Dobogókő

2005. május 18 (szerda).

12-13 Érkezés, a szobák elfoglalása

13-14 Ebéd

14

00 – 14

30 Buglyó Péter, Nagy Eszter Márta, Seprényi Ágnes, Farkas Etelka, Sóvágó Imre

és Daniele Sanna, "Egyszerű dipeptidek hidroxámsav származékainak

fémionmegkötő tulajdonságai" (Debrecen, Sassari)

1435

– 1450

Bátka Dávid, Farkas Etelka, "Ólom(II) - aminohidroxámsavak közötti

kölcsönhatás tanulmányozása (Debrecen)

1455

– 1510

Baranyai Zs., S. Aime, Brücher E., Király R. and E. Terreno, "A Gd(DTPA-

BBA)-komplex egyensúlyi viszonyai és relaxációs tulajdonságai -ciklodextrin

jelenlétében", (Debrecen, Torino)

1515

– 1530

Paksi Zoltán, Jancsó Attila,, Rockenbauer Antal, Gajda Tamás, ""Egy új aszim-

metrikus, pentadentát salen-származék vas(III) és réz(II) komplexeinek

egyensúlyi és oldatszerkezeti vizsgálata" (Szeged, Budapest)

1535

– 1550

Hollender Dominik, Kiss Tamás, Fülöp Lívia, "-amiloid aggregációjának

tanulmányozása in vitro festési módszerrel", (Szeged)

1555

– 1615

Kávészünet

1615

– 1645

Várnagy Katalin, Ősz Katalin, Kállay Csilla és Süli-Vargha Helga,

"Bisz(imidazol-2-il) csoportot tartalmazó aminosav- és peptidszármazékok

komplexképző sajátságai", (Debrecen, Budapest)

1650

– 1720

Gajda Tamás "Multihisztidin peptidek mint a fémkötő fehérjék szerkezeti és

funkcionális modelljei" (Szeged)

1725

– 1740

Rigó Viktória, Ősz Katalin, Nagy Zoltán, Sóvágó Imre, "A prion protein

peptidfragmenseinek átmenetifémkomplexei" (Debrecen)

1745

– 1800

Ősz Katalin, Nagy Zoltán, Rigó Viktória, Sóvágó Imre, "A HuPrP(84-114)

protonálódási és réz(II)ionnal való komplexképződési makro- és

mikrofolyamatai" (Debrecen)

1805

– 1820

Jancsó Attila, Gajda Tamás, "Az mRNS 5’-cap egység modellvegyületének

hidrolízise többmagvú réz(II)- és cink(II)komplexekkel" (Szeged)

1825

– 1840

Peintler Gábor, Kormányos Balázs, Gyurcsik Béla, "A pHCali program

bemutatása", (Szeged)

1900

Vacsora

3

2005. május 19 (csütörtök).

840

– 910

Kaizer József, Csonka Róbert, Zsigmond Zoltán, Speier Gábor,

"Polifenolok oxidatív lebontása fémkomplexek jelenlétében (Néhány

bioszervetlen oxigenáz, oxidáz és kataláz enzimmodell)" (Veszprém)

915

– 930

Szigyártó Imola és Simándi László, "A dioxigén biomimetikus aktiválása

dioximátomangán(II) komplexszel" (Budapest)

935

– 950

Csay Tamás, Kaizer József, Speier Gábor, "2-Fenil-3-hidroxi-4(1H)-oxokinolin

rézkomplexeinek előállítása és oxigénezési reakcióinak vizsgálata",

(Veszprém)

955

– 1010

Lente Gábor és Fábián István, "FeIII(TPPS) vízoldható porfirin

sztöchiometrikus és katalitikus reakciói hidrogén-peroxiddal és

peroxomonoszulfátionnal" (Debrecen)

1015

– 1030

Baráth Gábor, Speier Gábor, Kaizer József, "Flavonol 2,4-dioxigenáz néhány

vastartalmú szerkezeti és működési modelljének vizsgálata", (Veszprém)

1035

– 1055

Kávészünet

1055

– 1125

Bányai István "Egy elfelejtett mennyiség reneszánsza a koordinációs

kémiában: a diffúzió együttható mérése és alkalmazásai ", (Debrecen)

1130

– 1200

Horváth Ottó, Huszánk Róbert, Lendvay György, Valicsek Zsolt, "Különböző

összetételű vízoldható porfirin-komplexek szerkezetének és fotoindukált

viselkedésének vizsgálata", (Veszprém)

1205

– 1220

Gajdáné Schrantz Krisztina, Gyurcsik Béla, Kiss Tamás, "Kelátképző

ligandumok és Al(III)-komplexeik hatása az alkalikus foszfatáz aktivitására"

(Szeged)

1225

– 1240

Nagy Nóra Veronika, Fülöp Ferenc, Tóth Gábor, Plánkáné Szabó Terézia,

Rockenbauer Antal, "L-Phe–cisz-2-amino-ciklohexán karbonsav diaszte-

reomerek réz(II) komplexeinek oldategyensúlyi vizsgálata kétdimenziós ESR-

spektroszkópiai módszerrel" (Budapest, Szeged)

1245

– 1300

Jakab Ida Noémi, Gajda Tamás, Gyurcsik Béla, Raskó Tamás, Kiss Antal,

Lubomir Rulisek, "Bíborsav-foszfatáz enzimek aktív centrumának

modellezése" (Szeged, Prága)

1315

– 1400

Ebéd

1400

– 1900

Szabad program

1900

Vacsora

4

2005. május 20 (péntek).

900

– 930

Micskei Károly, "Króm(II) komplexek: szelektív reagensek vizes közegben"

(Debrecen)

935

– 950

Juhász Zsuzsa, Somsák László, Micskei Károly, "Gyökgenerálás C1-S kötést

tartalmazó szénhidrát-származékokból Cr(II)-komplexekkel" (Debrecen)

955

– 1010

Simon Ottó Balázs, Sisak Attila, "CFC és HCFC vegyületek átalakítása

átmenetifém-komplexek jelenlétében", (Veszprém)

1015

– 1030

Csernák Orsolya, Szakács Zoltán, Béni Szabolcs, Barczáné Buvári Ágnes,

Barcza Lajos, Noszál Béla, "Az imatinib β-ciklodextrin zárványkomplexének

vizsgálata" (Budapest)

1035

– 1050

Szorcsik Attila, Nagy László, Deák Andrea, Lorenzo Pellerito, Michelangelo

Scopelliti, "Az N-nitrozo-N-fenil-hidroxil-amin (kupferron) ón(IV)organikus

komplexeinek előállítása és szerkezetvizsgálata", (Szeged, Budapest, Palermo)

1055

– 1115

Kávészünet

1115

– 1145

Sipos Pál, "Al(III), Ga(III) és Fe(III) hidroxokomplexek magas pH-jú vizes

oldatokban", (Szeged)

1150

– 1205

Peintler Gábor, Sipos Pál, Mark Scibeci, Peter M. May, Glenn T. Hefter,

"Elektrokémiai mérések újraértelmezése tömény lúg- és aluminátoldatokban"

(Szeged, Perth)

1210

– 1225

Bogdán Csilla "Etán- és propánvázon szubsztituált oligofoszfonsavak és

oligofoszfono-karbonsavak protonálódási egyensúlyainak vizsgálata pH-

potenciometriás és pH-függő NMR spektroszkópiás módszerekkel", (Budapest)

1230

– 1245

Hollóné Sitkei Eszter, Tárkányi Gábor, Párkányi László és Besenyei Gábor,

"Sztérikus hatások megnyilvánulása palládiumkomplexek önszerveződésében",

(Budapest)

1250

– 1305

Szakács Zoltán, Béni Szabolcs, Noszál Béla, "Az EDTA és NTA karboxilátok

protonálódási mikroegyensúlyainak vizsgálata" (Budapest)

1305

– 1400

Ebéd, eltávozás

5

Egyszerű dipeptidek hidroxámsav származékainak

fémionmegkötő tulajdonságai

Buglyó Péter, Nagy Eszter Márta, Seprényi Ágnes, Farkas Etelka, Sóvágó Imre és Daniele

Sanna

Debreceni Egyetem, Természettudományi Kar, Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék,

Sassari Egyetem, Sassari, Olaszország. e-mail: [email protected]

Az oligopeptidek terminális karboxilcsoportjának hidroxámsavvá történő

átalakításával nagy biológiai aktivitású peptidhidroxámsavak nyerhetők. Utóbbi ligandumok

különböző metalloproteinek inhibítoraiként viselkednek, befolyásolják például a termolizin,

az enkefalináz B vagy különböző kollagenáz enzimek aktivitását. Inhibíciós hatásuk az enzim

aktív centrumában található fémion és a hidroxamátcsoport közötti erős kölcsönhatáson

alapul, míg a szubsztrátspecifikusság a peptidlánc változtatásával befolyásolható.

A peptidhidroxámsavak azonban a szervezetben jelenlevő egyéb fémionok

megkötésében is részt vehetnek, így biológiai jelentőségű vagy toxikus fémionokkal való

kölcsönhatásuk megismerése alapvető fontosságú lehet. Mivel ilyen jellegű eredmények alig

találhatók az irodalomban, szisztematikus vizsgálatokat kezdtünk egyszerű peptid-

hidroxámsavakkal (ábra). A hard Fe(III) és Al(III) mellett a Ni(II), Cu(II) és Zn(II)

rendszereket tanulmányoztuk pH-

potenciometriás és spektrális (UV-

látható, ESR, 1H-NMR) mód-

szerekkel. Mivel bizonyos fémionok

esetén mind a peptidek, mind a

hidroxámsavak N donoratomjai

(terminális amino, amid illetve

hidroxamát N) fontos szerepet

játszhatnak a komplexképzésben, a vizsgálatokba Z védett illetve szekunder hidroxámsavakat

is bevontunk.

Megállapítottuk, hogy a vas(III) már pH ~ 0,5-től kezdődően erős kölcsönhatásra

képes valamennyi ligandummal, 1:1 -1:3 összetételű, (O,O) kötésmódú komplexeket képezve.

Alumínium(III) esetén a komplexképződés mellett már a fémion hidrolízise is számottevően

végbemegy. 1H-NMR mérések azt igazolták, hogy a cink(II) primer hidroxámsav rendsze-

rekben (R1 = R3 = H) a ligandumok hidroxamát oxigéneken és (NH2, CO) kötésmóddal is

képesek a fémion megkötésére, nagyobb pH-n azonban itt is hidrolízis történik. A nikkel(II)

rendszerekben azt találtuk, hogy a hidroxamátszerű koordináció teljesen alárendelt. Ha

lehetőség van rá (R1 = R3 = H), planáris (NH2, N–, N

–) kötésmódú komplexek képződnek és

csak gyenge kölcsönhatás detektálható ha ez a kötésmód nem alakulhat ki. A réz(II) is

hasonlóan viselkedik, azonban itt minden esetben hidroxamát (O,O) koordinációval kezdődik

a komplexképződés.

A munka az OTKA (T 046366, TS 040685) támogatásával készült. BP köszönetet mond az

MTA-nak a Bolyai János Kutatási Ösztöndíjért.

R1

NH

O

HN

R2

O

N

OH

R3

R1= H, Z R2 = CH3, CH2OH R3 = H, CH3

6

Ólom(II) - aminohidroxámsavak közötti kölcsönhatás tanulmányozása

Bátka Dávid, Farkas Etelka

Debreceni Egyetem, Természettudományi Kar, Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék

email: [email protected]

A hidroxámsavak a mikroorganizmusokban a vas(III) felvételét, szállítását és tárolását

végzik azáltal, hogy képesek szelektíven komplexbe kötni azt. A hidroxámsavak azonban

számos más fémionnal is képesek stabilis komplexet képezni, ezért egyrészt használják, mint

a szervezetből a vas(III)- feleslegének és az aluminium(III)ionok eltávolítására alkalmas

anyagokat, másrészt ezen alapszik a metalloenzim-inhibíciós hatásuk is.

Ha a hidroxámsav-csoportot egy természetes vegyületbe építjük be, annak

alkalmazásával esetleg csökkenthető a toxicitás és növelhető a szelektivitás. Emiatt az

aminosavak megfelelő származékai, az aminohidroxámsavak érdekesek lehetnek. Ezen

vegyületcsoport kölcsönhatása korábban már számos átmenetifémionnal jól jellemzett.

Az ólom(II)ion egy erősen toxikus fémion. Az általa okozott mérgezés súlyosságát

növeli, hogy különböző szervekben feldúsulva elnyújtva jelentkeznek a tünetek. A

szervezetből való kivonására jelenleg még nem ismert szelektív módszer, ezért is érdekesek

lehetnek az aminohidroxámsavak ólom(II)ional való kölcsönhatás eredményei.

Korábbi eredményeink alapján tudjuk, hogy a hidroxámsavak jó komplexképző ligandumai az

ólom(II)ionnak [1]. Azonban ha a komplexképző hidroxamátcsoport mellé egy

aminocsoportot építünk a ligandumba, akkor új koordinációs kötésmódok is megjelenhetnek.

Vizsgálataink során elemeztük a hidroxámsavcsoporthoz képest különböző helyzetben (-, -

, -) lévő aminocsoport ólom-megkötésre gyakorolt hatását, valamint “oldalláncbeli” további

donorok, pl.: karboxilát, imidazol-N, hatását. Az eredmények azt mutatják, hogy az

aminocsoport helyzete meglepően nagy hatással van a képződő komplexek szerkezetére és a

stabilitására is.

[1] E. Farkas, D. Bátka, Z. Pataki, P. Buglyó and M.A. Santos, Dalton Trans., 2004,

1248-1253

Köszönetnyilvánítást: A munkához anyagi fedezetet az OTKA T049612 pályázat biztosított.

7

A Gd(DTPA-BBA)-komplex egyensúlyi viszonyai és

relaxációs tulajdonságai -ciklodextrin jelenlétében

Baranyai Zsa., S. Aime

b, Brücher E

a., Király R..

a and E. Terreno

b

aDebreceni Egyetem, Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék, Debrecen, 4010

bUniveritá di Torino, Dipartimento di Chimica I.F.M.,Torino, I-10125 Italy

A DTPA ligandum gadolíniumkomplexe egyike volt a legkorábban bevezetett MRI

kontrasztanyagoknak. A DTPA bizonyos szubsztituált származékait is alkalmazzák ezen a

területen. A különböző szubsztituensek szerepe lehet a gadolíniumkomplex töltésének és

ezzel az ozmolalitásának csökkentése, illetve a liofil tulajdonság növelése, amihez viszont

bizonyos szervspecifitás rendelhető. A liofil csoportok jelenlétének fontos szerepe van a

gadolíniumkomplex biológiai makromolekulákkal történő nemkovalens (hidrofób)

kölcsönhatásainál is. Ilyen jellegű vizsgálatokat végeztünk a DTPA bisz(benzilamid) (-BBA)

származéka gadolíniumkomplexével. A várhatóan erősebb kölcsönhatást eredményező -

ciklodextrin jelenlétében és távollétében tanulmányoztuk a komplex egyensúlyi viszonyait és

relaxivitását. Az eredményeket a hasonló szerkezetű bisz(metilamid) (BMA) ligandumra

vonatkozó adatokkal vetettük össze.

Tapasztalataink szerint a -ciklodextrin jelenléte a ligandum protonálódási viszonyait

nem befolyásolja, ugyanakkor a gadolíniumkomplex stabilitási állandóját -ciklodextrin

mellett 10-szerte nagyobbnak találtuk. A komplex – -ciklodextrin kölcsönhatásra vonatkozó

stabilitási állandó lg K = 3,2 (I = 1,0 mol/dm3 KCl, t = 25,0 C). A kialakult adduktum

nagyobb mérete következtében megnő a komplex rotációs korrelációs együtthatója is, ami

viszont a relaxivitás növekedését eredményezi -ciklodextrin jelenlétében.

N N N

COOH

COOH

C

HOOC

O

C

O

NH

RNH

R

R= CH3

R= DTPA-BBA

DTPA-BMA

8

Egy új aszimmetrikus, ötfogú salen-származék vas(III) és réz(II)

komplexeinek egyensúlyi és oldatszerkezeti vizsgálata

Paksi Zoltán1, Jancsó Attila

1, Rockenbauer Antal

2, Gajda Tamás

1

1SZTE Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék,

2MTA Kémiai Kutatóközpont

A metalloenzimek aktív centruma gyakorta tartalmaz karboxilát-hidas kétmagvú fémcemtrumokat. Számos

kísérlet történt e szerkezeti motívum kialakítása kis molekula-tömegű modellkomplexekben, mindeddig kevés

sikerrel.

Munkánk során egy olyan ötfogú, aszimmetrikus, salen-

származék (N,N’-bisz(2-hidroxibenzil)-2,3-diamino-propán-

sav, bhbdpa) vas(III)- és réz(II)komplexeit vizsgáltuk, amely

alkalmas lehet karboxilát-hidas kétmagvú komplexek

kialakítására. Maga a ligandum sok hasonlóságot mutat a

salen-típusú Schiff-bázisokkal ill. redukált formáikkal, de azokhoz képest a karboxilát csoport

jelenléte alapvető változást eredményezhet a komplexek szerkezetében és stabilitásában,

valamint kétmagvú részecskék kialakulását is lehetővé teszi. A bhbdpa donorcsoportjai a

protokatekuát 3,4-dioxigenáz és a galaktóz oxidáz aktív centrumaihoz teszik hasonlóvá az

egymagvú vas(III)- ill. réz(II)komplexeket.

A címben jelzett rendszerek egyensúlyi és oldatszerkezeti sajátságait potenciometriás,

spektrofotometriás ill. ESR módszerekkel vizsgáltuk. Ekvimoláris rendszerekben az ötfogú

ligandum mindkét fémionnal különböző protonáltsági állapotú, nagy stabilitású komplexeket

képez. Vas(III) jelenlétében (NH,PhO–,COO

–), (2NH,2PhO

–,COO

–) és (2NH,2PhO

–,COO

–

,OH–) koordinációjú komplexek képződnek. A réz(II)-bhbdpa rendszerben elvégzett pH-

függő ESR méréseink mikroszkopikus komplexképződési folyamatokra utalnak a

Cu(H2bhbdpa), Cu(Hbhbdpa) és Cu(bhbdpa) részecskék esetén. Ebben a rendszerben között

A (2NH,2PhO–,COO

–/H2O) koordinációjú Cu(bhbdpa) részecske az egyetlen jelen lévő

komplex pH 6-11 között.

Fémfelesleg esetén kétmagvú komplexek kialakulását tapasztaltuk mindkét fémionnál. A pH

= 5-6 között domináns Fe2(bhbdpa)(OH)3 egyik ritka példájául szolgál a karboxilát-hídas

kétmagvú vas(III)komplexeknek. A csak kis mennyiségben megjelenő Cu2(bhbdpa)

részecskében a karboxilát-híd kialakulása nem bizonyítható egyértelműen.

OH

NH HN

HO

OHO

bhbdpa

9

-amiloid aggregációjának tanulmányozása in vitro festési módszerrel

Hollender Dominika, Kiss Tamás

a, Fülöp Lívia

b

a SzTE TTK Szervetlen és Analitikai Kémia Tanszék

b SzTE ÁOK Orvosi Vegytani Intézet

Az Alzheimer-kórra jellemző -redőzött szerkezetű -amiloid (1-42) aggregációjának

vizsgálata, valamint különböző peptidszerű kismolekulák aggregációra gyakorolt hatása az

Alzheimer kórral kapcsolatos kutatások középpontjába került az elmúlt néhány évben.

Az aggregáció nyomonkövetésére számos kísérleti módszert dolgoztak ki, melyek közül a

spektrofotometriás vagy fluorimetriás módszereket szeretném bemutatni. Az alapvető

különbség a monomer amiloid és az aggregált peptid között azok másodlagos szerkezetében

jelentkezik: míg a monomer jellemzően helikális szerkezetű, addig az aggregátumban -

redőzött szerkezet a jellemző. Ez a különbség teszi lehetővé az aggregáció – egyes

festékmolekulák specifikus adszorpcióján alapuló – nyomonkövetését, mivel a monomerhez

vagy az aggregátumhoz kötött szerves festékmolekulák optikai sajátságai megváltoznak.

A legrégebben alkalmazott módszer a kongóvörös indikátorral történő festést követő

spektrofotometriás mérés: a legnagyobb probléma ennél a módszernél, hogy a mért jel

mintegy 20-25%-át a háttér saját elnyelése okozza.

A tioflavin-T alkalmazásával jobb jel/zaj viszony érhető el, mivel ennél a módszernél a

fluoreszcens fény intenzitását mérjük. Mindkét festékmolekula specifikusan a -redőzött

szerkezetű peptidekhez kötődik. A tioflavin-T töltéssel nem rendelkező származékainak

alkalmazásával még specifikusabbá tehető ez a kölcsönhatás.

A fenti festékekkel ellentétben a bis-ANS (4,4’-dianilino-1,1’-dinaftil-5,5’-diszulfonsav) a

monomer amiloid-molekulákhoz kötődik, így oldatfázisban van jelen, ami a mérés

pontosságát, illetve a koncentrációk nyomonkövetését nagyban elősegíti.

A fenti módszerek párhuzamos alkalmazásával célunk az aggregáció minél pontosabb leírása

és az aggregáció visszaszorítására alkalmas BSB (beta sheet breaker) molekulák hatásának

leírása.

10

Bisz(imidazol-2-il) csoportot tartalmazó aminosav- és peptidszármazékok

komplexképző sajátságai

Várnagy Katalin1, Ősz Katalin

1, Kállay Csilla

1 és Süli-Vargha Helga

2

1 Debreceni Egyetem, Természettudományi Kar, Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék

2 MTA Peptidkémiai Kutatócsoport

A hisztidin tartalmú metalloproteinek aktív centrumának modellezéséhez igen széleskörűen

vizsgálták a több imidazolcsoportot tartalmazó ligandumok komplexképző sajátságait,

átmenetifém-komplexeit. Csoportunkban több mint tíz évre nyúlik vissza a két

imidazolcsoportot kelátképző helyzetben tartalmazó ligandumok szisztematikus vizsgálata. A

legegyszerűbb bisz(imidazol-2-il) származékoktól kezdődően a különböző aminosav-,

dipeptid- és tripeptid származékok réz(II)- és cink(II)komplexeinek oldategyensúlyi

vizsgálatát végeztük el.

NH CH

HN

N

HN

N

R

AminosavszármazékokR = Gly, Phe, His, Asp, Glu

DipeptidszármazékokR = PheGly, LeuGly, GlyLeu, HisPhe, PheHis

TripeptidszármazékokR = AlaPheGly, GlyIleGly, GlyGlyHis Ac-ProLeuGly, BOC-HisLeuGly BOC-ProLeuHis, BOC-ProLeuHis

R CH

HN

N

HN

N

"Alapvegyületek" R = H (BIM) NH2 (BIMA)

COOH (BIP)

A vizsgálatok azt mutatták, hogy a bisz(imidazol-2-il)csoport erősen koordinálódó

donorcsoport a réz(II)- és cink(II)ionok szempontjából, savas tartományban valamennyi

ligandum esetén a két imidazolcsoport koordinálódásával mono- és biszkomplexek

képződnek. A csoporthoz egy amidkötésen keresztül kapcsolódó aminosav-, illetve peptidlánc

azonban újabb koordinációs lehetőségeket teremt, és ennek hatására semleges és lúgos

tartományban új komplexképződési folyamatok játszódnak le. A terminális aminocsoport

jelenléte elősegíti az amidnitrogén csoport(ok) deprotonálódását és koordinálódását, és ez két-

és többmagvú komplexek kialakulását eredményezi. Koordinálódó oldalláncot tartalmazó

aminosavszármazékok, illetve a dipeptidszármazékok réz(II)komplexei esetén a kialakult

stabilis szerkezet lehetővé teszi a koordinálódott imidazolgyűrű N(1)H csoportjának

deprotonálódását és koordinálódását már enyhén lúgos tartományban is. Ez fémion felesleg

esetén imidazoláto-hidas hárommagvú komplexek képződéséhez vezet.

A peptidlánc hosszának növelése tovább bővíti a koordinációs lehetőségeket. Savas

tartományban a bisz(imidazol-2-il) és a terminális aminocsoport egyidejű koordinációjával

erősen torzult geometriájú, nagystabilitású biszkomplexek képződnek. Enyhén lúgos

tartományban azonban itt is végbemegy az amidcsoportok lépcsőzetes deprotonálódása, és a

peptidekre jellemző koordináció lesz a meghatározó.

A munka a T042722 számú OTKA kutatási pályázat támogatásával készült.

11

Multihisztidin peptidek mint a fémkötő fehérjék szerkezeti és funkcionális

modelljei

Gajda Tamás, SZTE Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék

A ma ismert enzimek kb. 30 %-át kitevő metalloenzimek ill. egyéb fémkötő fehérjék a

biokémiai folyamatok minden szintjén meghatározó szerepet játszanak. Ezért szerkezetük,

működésük, fémkötő sajátságaik leírása alapvető fontosságú a biológiai rendszerek

megismerését illetően. A fémkötő-helyek ill. aktív centrumok kialakításában meghatározó

szerepet kapnak a hisztidin alegységek imidazol oldalláncai, ezért logikusnak tűnik azok

szerkezeti ill. funkcionális modellezése peptidek segítségével. Az elmúlt évtizedekben igen

nagyszámú hisztidint tartalmazó peptid fémkomplexét vizsgálták azonban ezek közül csak

kevés tekinthető a fémion-fehérje kölcsönhatás valós modelljének, hiszen ritkán vizsgáltak 3-

4 oldallánci donorcsoportot is tartalmazó peptidet. E vizsgálatokból kiderült, hogy a fehérjék

3D szerkezetével kapcsolatos hatásokat nagyon nehéz kis peptidek segítségével modellezni.

Így semleges pH-n a vizsgált fémion-peptid rendszerekben vagy csapadék képződik (mint pl.

a cink(II) esetén), vagy az oldalláncok mellett más donorcsoportok is (pl. amid-nitrogén a

réz(II)nél) szerepet játszanak a koordinációban,

A fémkötő fehérjék, metalloenzimek szerkezeti és funkcionális modellezése csoportunk

egyik meghatározó kutatási területe. Az elmúlt években döntően szintetikus ligandumok

fémkomplexeit használtuk ilyen célokra. Az utóbbi időben figyelmünk újra a peptidek felé

fordult, ui. egyre több erős fémkötő sajátsággal bíró, csak néhány aminosavból álló fehérje

fragmens vált ismertté. Munkánk célja ezen peptidszekvenciák felhasználásával hidrolitikus

ill. oxidatív funkcióval bíró cink(II)- ill. réz(II)tartalmú peptidkomplexek kialakítása. E

fémkötő szekvenciák előnye, hogy a természet által "optimalizált" fémkötő-helyek, a

metalloproteinek aktív centrumához hasonló környezetet alakítanak ki, ugyanakkor

viszonylag rövid fragmensek, s a fémion(ok) megkötésében a fehérje egyéb részei nem

játszanak szerepet. Így azok rövid peptidek formájában is alkalmasak lehetnek céljaink

elérésére. A fent említett két, egymással látszólag ellentétben lévő funkció közötti kapcsolatot

a cinktartalmú hidrolázok, valamint a 2-es és 3-as típusú réztartalmú enzimek aktív

centrumának hasonló, {3Nim,H2O} koordinációs szférája teremti meg.

Az előadás a fentiekben vázolt multihisztidin peptidek fémkomplexeivel kapcsolatos

eredményeinket ill. terveinket fogja bemutatni.

12

A prion protein peptidfragmenseinek átmenetifémkomplexei

Rigó Viktória, Ősz Katalin, Nagy Zoltán, Sóvágó Imre

Debreceni Egyetem, Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék, 4010 Debrecen, Pf.: 21.

e-mail: [email protected]

A prion protein konformációváltozásait tartják felelősnek olyan neurodegeneratív

betegségek kialakulásában, mint például a Creutzfeldt-Jakob vagy a kergemarha kór. A

normál prion protein (PrPC) tényleges biológiai szerepe mindmáig ismeretlen, viszont az

bizonyos, hogy a réz metabolizmusában részt vesz. Szintén vitatott a megváltozott

konformációjú kóros forma (PrPSc

) kialakulásának mechanizmusa, de az átmeneti-

fémionoknak potenciális szerepet tulajdonítanak ebben a kérdésben. A protein

aggregálódásáért felelős toxikus polipeptid rész (PrP(106-126)), potenciális fémmegköthelyét

modellezve az Ac-MetLysHisMet-NH2 (HuPrP), illetve az Ac-PheLysHisVal-NH2 (ChPrP)

tetrapeptidek komplexképződési folyamatait vizsgáltuk különböző átmenetifémionokkal

(Cu(II), Pd(II), Zn(II), Ni(II), Cd(II)).

Jelen munkában a potenciometriás egyensúlyi, UV-látható, CD és NMR

spektroszkópiás eredményeket közöljük a fent említett peptidfragmensek és fémionok közötti

kölcsönhatás felderítésében.

Kiderült, hogy a peptidmodellek

széles pH-tartományban is igen jó

rézmegkötők, valamint lúgos közegben

kialakul a 4N-komplex. A [CuH-2LH]

összetételű komplexben megvalósul a

tioéter-csoport koordinációja (N(im), N-

(amid), N-(amid), S(tioéter)) (lásd ábra),

viszont ez a koordinációs mód csak a

HuPrP esetében lehetséges.

A Zn(II) és a Cd(II)-ionok esetén csak nagyon gyenge fémion-ligandum kölcsönhatást

tudtunk kimutatni, míg a Pd(II)-mal rendkívül nagy stabilitású komplexek képződtek és a

kötésben a tioéter és a nitrogén is szerepet kapnak.

Köszönetnyilvánítás: Ezen munka az OTKA TS040685 és a T048352, anyagi támogatásával

készült.

H3C C

O

NH CH

C

H2C

O

H2C S

CH3

N-

CH C

CH2 O

CH2CH2CH2H3N+

N- CH C

CH2

O

N

NH

NH CH C

CH2

O

CH2

S

CH3

NH2

Cu2+

13

A HuPrP(84-114) protonálódási és réz(II)ionnal való komplexképződési

makro- és mikrofolyamatai

Ősz Katalin, Nagy Zoltán, Rigó Viktória, Sóvágó Imre

Debreceni Egyetem, Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék, 4010 Debrecen, Pf.: 21.

e-mail: [email protected]

A prion betegségek – a Creutzfeldt-Jakob szindróma, valamint a kergemarhakór (BSE)

megjelenése óta – a figyelem középpontjában vannak: ezen betegségek gyakorisága ugyan

viszonylag kicsi, a betegség terjedésének különös módja azonban ezen fehérjék konformációs

és fémmegkötő vizsgálatát különösen fontossá teszi.

Az ember prion protein (HuPrP) egy 250 aminosavból felépülő fehérje. A C- és N-

terminálisan védett HuPrP(84-114) szekvencia részben tartalmazza mind a toxikus polipeptid-

részt (HuPrP(106-126)), amely a protein aggregálódásáért felelős, mind az “octarepeat”

szakaszt (HuPrP(60-91)), amely az egyik fontos rézmegkötő része a peptidnek. A peptid ezen

szakasza rendezetlen szerkezetű, és proteázokkal nem lebontható (proteáz rezisztens mag:

HuPrP(91-230)).

Az általunk vizsgált peptidszekvencia három hisztidint tartalmaz, amelyeknek mind a

protonálódási, mind a komplexképződési folyamatai elkülöníthetőek egymástól. A

protonálódási makro- és mikrofolyamatok nyomon követésére pH-potenciometriát és 1H-

NMR spektroszkópiát, a komplexképződési folyamatok vizsgálatára emellett

spektrofotometriát, CD-spektroszkópiát, ESR-t és ESI-MS-t alkalmaztunk. Ezen utóbbi

módszerek közül a CD spektroszkópia érzékenynek bizonyult a három különböző helyzetben

lévő hisztidin, a His85, His96, valamint a His111 komplexképződésének a

megkülönböztetésére. A ligandum max. 3 réz(II)iont képes megkötni, a pH-tól függően 1N-,

3N- és 4N koordinációs móddal. Az első két réz(II)ion nagyrészt a His85 és His111

helyzetben kötődik kooperatív módon, míg a His96 pozíció betöltésére három ekvivalensnyi

réz(II)iont kell a ligandumhoz adnunk. A deprotonálódási folyamatokban hasonló különbség

figyelhető meg a 96, valamint a 85 és 111 pozicióban lévő hisztidinek között: az előbbi a pk-

értéke valamivel nagyobb mint a másik kettő, a különbség azonban sokkal kisebb, mint egy

védett és egy nem-védett C-terminális pozicióban lévő hisztidin pk-ja közötti különbség. A

négy lizin deprotonálódása ezzel szemben egyszerre játszódik le, és a rézzel való

koordinációra a lizinnek semmiféle hatása nincsen.

Köszönetnyilvánítás: Ezen munka az OTKA D048488, TS040685 és T048352 anyagi

támogatásával készült.

14

Az mRNS 5’-cap egység modellvegyületének hidrolízise többmagvú réz(II)-

és cink(II)komplexekkel

Jancsó Attila, Gajda Tamás

SZTE, Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék, 6720 Szeged, Dóm tér 7.,

Az mRNS molekulák 5’-terminális végén elhelyezkedő ún. 5’-cap egység fontos szerepet

játszik az RNS molekula felismerésében és metabolizmusában, de befolyásolja a molekula

stabilitását is. A 5’-cap szerkezet trifoszfát csoportjának kémiai úton történő hidrolízise

megfelelő stratégia lehet mesterséges RNázok kifejlesztéséhez. Foszfoészteráz enzimek

funkcionális modellezésére általánosan elfogadott kismolekulatömegű fémkomplexek

alkalmazása. Az utóbbi évek kutatási eredményei alapján egy- illetve többmagvú

fémkomplexek – az RNS molekulák foszfodiészter kötéseinek hasítása mellett – elősegíthetik

a trifoszfát kötés hidrolízisét is.1–3

A bemutatásra kerülő munka során egy poliamino-poliol származék (tmci) réz(II)- és

cink(II)komplexeinek 5’,5’-diadenozin-trifoszfát (ApppA) szubsztrát hidrolízisére gyakorolt

hatását tanulmányoztuk.4 A kinetikai mérések a kiindulási anyag különböző átmeneti és

végtermékekké történő átalakulását HPLC módszerrel követtük. A részletes kinetikai (pH-,

fém-ligandum arány- és koncentrációfüggő) vizsgálatok mellett a tmci-zinc(II) rendszerben

oldategyensúlyi méréseket is végeztünk a képződő komplexek összetételének meghatározása,

illetve a katalitikusan aktív komplexek azonosítása céljából.

5',5'-ApppA

O

P

O

O

OH OH

AO

OO

O

P

O

O

O

P

O

A

OH OH

O

- - -

-5'-AMP

-OO

O

P

O

A

OH OH

O

O

P

O

O

OH OH

AO

OO

O

P

O

--

5'-ADP

- +

A tmci-cink(II) 1:3 rendszerben (pH = 7,5, [tmci] = 1,5 mM, t = 35 C) mért pszeudo-

elsőrendű sebességi együttható a trifoszfát-kötés hidrolízisének ~12000-szeres gyorsulását

tükrözi a nem-katalizált folyamathoz képest. Ellentétben a réz(II)-tartalmú rendszerrel,

kétszeres illetve háromszoros cink(II)-felesleg esetén a folyamat várható termékei (ADP és

AMP) mellett egy extra (vég)termék képződését is megfigyeltük. A vegyület ESI-MS

analízise alapján a kérdéses termék a ligandum és AMP molekulák kovalens foszfoészter

származéka. Az extra termék kialakulásához a ligandum egy cink(II)ionhoz koordinált

alkoholát csoportjának a szubsztrát egyik -foszfát csoportján végrehajtott nukleofil támadása

vezet. Ugyanakkor egy párhuzamos reakcióúton a szubsztrát ADP és AMP molekulákká

hasad.

Eredményeink illetve a rendszerrel kapcsolatos korábbi ismereteink alapján a tmci

ligandum réz(II)- és cink(II) komplexei alkalmasak lehetnek az mRNS 5’-cap egységének

szelektív hasítására, ugyanis amellett, hogy igen hatékonyan segítik elő az ApppA trifoszfát

csoportjának hidrolízisét, elhanyagolható aktivitással bírnak az RNS modellszubsztrátok

foszfodiészter kötéséinek hasítására.

1. S. Valakoski, S. Heiskanen, S. Andersson, M. Lahde, S. Mikkola, J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2, 2002, 604.

2. B. F. Baker, H. Khalili, N. Wei, J. R. Morrow, J. Am. Chem. Soc., 1997, 119, 8749.

3. K. P. McCue, J. R. Morrow, Inorg. Chem., 1999, 38, 6136.

4. A. Jancsó, S. Mikkola, H. Lönnberg, K. Hegetschweiler, T. Gajda, J. Inorg. Biochem., 2005, nyomdában,

megjelent a web-en (2005): http://authors.elsevier.com/sd/article/S0162013405000619).

15

A pHCali program bemutatása

Peintler Gábor1a

, Kormányos Balázs1a

, Gyurcsik Béla1b

1Szegedi Tudományegyetem, TTK,

aFizikai Kémiai Tanszék,

bSzervetlen és Analitikai Kémiai

Tanszék

Annak ellenére, hogy a pH-potenciometria évtizedek óta használt módszer egyensúlyi

rendszerek tanulmányozására, a mérőrendszer kalibrációja ma is szenved kisebb

problémáktól:

Sokféle kalibrációs eljárás létezik, amelyek közötti választás inkább hit vagy bizalom

kérdése, mint szakmai megfontolásoké.

Mindegyik eljárás valamilyen gyenge sav erős bázis titráláson alapul, és a mért titrálási

görbe értékelése elhanyagolásokkal és matematikai transzformációkkal történik. Ezek

jogossága és szükségszerűsége nem bizonyított, ezért az értékelés félrevezető lehet. Pl. A

Gran-módszer a KH-ftalátot egyértékű savként kezeli, holott a ftalát két protonálódási

hellyel rendelkezik, ráadásul a protonálódási lépcsők át is fednek egymással (lgK1a=4,7 és

lgK1a=2,7).

Az oldott CO2-ot egyik eljárás sem veszi figyelembe és a matematikai transzformációk és

pontelhagyások során néhány százalék karbonáttartalom nyugodtan „eltűnhet”.

A szokásos kalibrációs eljárások nem tudnak mit kezdeni az ideálistól eltérő (nem nernst-i)

meredekségű elektródokkal.

A mérések kiterjesztése a nem nernst-i mérési tartományokba (JH, JOH) egy több, mint 40

éve, Wilhelm-elektróddal végrehajtott méréseken alapul, viszont ma a mérések döntő

többségét üvegelektróddal végzik.

Ezek a problémák egyszerűbb egyensúlyi rendszerek vizsgálatát nem zavarják, viszont

bonyolultabb rendszerekben könnyen vezethetnek kis koncentrációjú részecskék hamis

kimutatásához. A pHCali program ezen próbál segíteni azzal, hogy az értékelést

elhanyagolások nélkül teszi meg. A program alapvető célja az adott műszerrel elérhető mérési

pontosság maximális kihasználása és ezáltal jobb eloszlási diagramok készítése. A kalibráció

mellett a program használható gyenge savak pontos koncentrációjának és protonálódási

állandóinak meghatározására, valamint a koncentrációval definiált pH kiszámítására

tetszőleges mért adatokból, amelyek általában az értékelő programok bemenő adatai.

Az előadás célja a program alapvető használatának bemutatása.

16

Polifenolok oxidatív lebontása fémkomplexek jelenlétében

(Néhány bioszervetlen oxigenáz, oxidáz és kataláz enzimmodell)

Kaizer József,a Csonka Róbert,

b Zsigmond Zoltán,

b Speier Gábor

b

aMTA-VE, Petrolkémiai Kutatócsoport, 8201 Veszprém, Wartha V. u. 1.

bVeszprémi Egyetem, Szerves Kémia Tanszék, Wartha V. u. 1.

A polifenolok biológiai lebontásában oxidáz (pirokatechin oxidáz) és dioxigenáz

(pirokatechin 1,2-dioxigenáz, pirokatechin 2,3-dioxigenáz) enzimek vesznek részt, melyek

intra- és extradiol hasításon keresztül eltérő termékeket eredményeznek. Az oxidáz reakciók

lejátszódása során hidrogén-peroxid is keletkezhet, melyek dioxigénné történő átalakítását a

kataláz enzimek végzik. A fenti enzimek a metalloenzimek csoportjába tartoznak, aktív

centrumukban főként Fe, Mn, Cu és Mg található, melyek milyensége, oxidációs foka

nagymértékben meghatározza a katalizált reakciók mechanizmusát.

OH

OH

R

CHO

OHR

CO2H

CO2H

R

O

O

R

CO2H

Fe(II)Mn(II)Mg(II)

Fe(III)Cu(II)

Mn

2Cu(II)

2H2O2 2H2O + O2

+ H2O2 (H2O)

Munkánk során egyszerű ligandumok felhasználásával réz- és magnézium-

komplexeket, sókat állítottunk elő és segítségükkel megpróbáltunk a fenti enzimeket

funkciójukban utánzó modellrendszerekhez jutni. Megpróbáltunk továbbá választ kapni arra,

hogy az alkalmazott körülmények, sztérikus és elektronikus faktorok hogyan befolyásolják a

vizsgált reakciók kemo- és regioszelektivitását valamint sebességét.

17

A dioxigén biomimetikus aktiválása dioximátomangán(II) komplexszel

Szigyártó Imola és Simándi László

MTA Kémiai Kutatóközpont, Felületkémiai és Katalízis Intézet

Előállítottuk a H2L ligandum (H2L = R[N=C(CH3)C(CH3)=NOH]2, ahol R =

CH2CH2NHCH2CH2) [Mn2(HL)2][B(C6H5)4]2 összetételű mangán(II) dimer komplexét. A

komplex szerkezetét elemanalízis, electrospray tömegspektrometria, elektronspin rezonancia,

infravörös spektroszkópia és röntgendiffrakció segítségével jellemeztük.

A dioximátomangán(II) komplex a fenoxazinon szintetáz enzim funkcionális modellje.

Szobahőmérsékleten és 1 atm nyomások aktiválja a dioxigént és katalizálja a 2-amino-fenol

(ap) oxidációját a megfelelő 2-amino-3H-fenoxazin-3-onná (apx) (1 egyenlet).

Részletesen vizsgáltuk az oxidáció kinetikáját és megállapítottuk a kinetikai egyenletet. A

sebességmeghatározó lépésben a mangánkomplexet, a szubsztrátumot és a dioxigént

tartalmazó terner komplex keletkezik, amelyből elektron- és protonátvitellel 2-amino-fenoxil

köztitermék gyök képződik. ESR spektroszkópiás mérések tanúsága szerint ez a gyök

benzokinon-monoiminen át egy további szabadgyökös köztiterméket képez, amely végül a 2-

amino-3H-fenoxazin-3-on termékké oxidálódik.

Köszönetnyilvánítás: OTKA T034282

NH2

OH

2(i)

O

NH2

O

N

(apx)(ap)

+ 3 H2O+1.5O2 (1)

18

2-Fenil-3-hidroxi-4(1H)-oxokinolin rézkomplexeinek előállítása és

oxigénezési reakcióinak vizsgálata

Csay Tamása, Kaizer József

b, Speier Gábor

a,b

aVeszprémi Egyetem Szerves Kémia Tanszék, Veszprém

bMTA-VE, Petrolkémiai Kutatócsoport, Veszprém

A 2-fenil-3-hidroxi-4(1H)-oxokinolin (X: NH) izoelektronos a 3-hidroxi-flavonnal (X: O),

melynek lebontásáért a flavonol 2,4-dioxigenáz felelős (1). Ezen enzimeknek eddig két

vállfaja ismeretes, az egyik aktív centrumában rezet [1], míg a másik vasat [2] tartalmazó

metalloenzim. Ettől eltérően a 3-hidroxi-4-oxokinolin dioxigenáz aktív centrumában sem

fémet sem egyéb kofaktort nem tartalmaz.

X

O

OH

O

X

O

OH

O2

-CO

(1)

Flavonol 2,4-dioxigenáz (Cu, Fe)

A flavonol 2,4-dioxigenáz enzim szubsztrátum specifikusságának vizsgálata céljából

oxokinolinátó-réz(II)-komplexeket [CuII(PhQuinH)2] és [Cu

II(idpa)(PhQuinH)]ClO4,

PhQuinH: 2-fenil-3-hidroxi-4(1H)-oxokinolin, idpa: 3,3’-iminobisz(N,N-dimetilpropil-

amin), mint szerkezeti modelleket állítottunk elő, majd diffrakciós és spektroszkópiai

módszerekkel meghatároztuk szerkezetüket. Vizsgáltuk továbbá az előállított komplexek

oxigénezési reakcióit, meghatároztuk a termékkomplexek szerkezetét és teszteltük

katalitikus aktivitásukat a 2-fenil-3-hidroxi-4(1H)-oxokinolin oxigénezési reakciójában.

[1] H. Fusetti, K. H. Schroter, R. A. Steiner, P. I. van Noort, T. Pijning, H. J. Rozeboom, K.

H. Kalk, M. R. Egmond, B. W. Dijkstra, Structure. 10, 259-268 (2002)

[2] B. M. Barney, M. R. Schaab, R. LoBrutto, W. A. Francisco, Protein Expression and

Purification, 35, 131-141 (2004)

19

FeIII

(TPPS) vízoldható porfirin sztöchiometrikus és katalitikus reakciói

hidrogén-peroxiddal és peroxomonoszulfátionnal

Lente Gábor és Fábián István

Debreceni Egyetem, Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék

e-mail: [email protected]

Az előadásban a FeIII

(TPPS) vízoldható porfirin (szerkezeti képlete az alábbi ábrán

látható) és peroxidtípusú szervetlen oxidálószerek közötti reakciók részletes kinetikai és

mechanizmusvizsgálatáról számolunk be.

Oxidálható szubsztrátok távollétében három

egymást követő oxidációs lépést azonosítottunk a

kévetkező séma szerint:

FeIII

(TPPS) I1 I2 P

Mindhárom lépés sebessége függ az alkalmazott

oxidálószertől és annak koncentrációjától. Az I1

köztitermék nagy valószínűséggel az irodalomból

ismert O=FeIV

(TPPS•) típusú részecske,

1 P pedig a

megfelelő biliverdinanalóg ligandum vas(III)komplexe. Az I2 köztitermékre jelenleg nincs

elegendő információnk ahhoz, hogy szerkezetére megalapozott javaslatot tegyünk.

Katalitikus vizsgálatainkhoz különböző szubsztituált klórfenolokot használtunk

oxidálható szerves anyagként. Azt tapasztaltuk, hogy a katalízis elsősorban az I1 köztitermék

és a klórfenolok közötti, az eredeti porfirint visszatermelő, így ciklust záró reakción keresztül

valósul meg.

I1 + fenolszármazék FeIII

(TPPS) + benzokinonszármazék

Ez a reakció mindkét reaktánsra nézve elsőrendű. A különbözően szubsztituált klórfenolok

reakcióinak sebességi állandója és a vegyületek egyes szerkezeti paraméterei között

korrelációt találtunk.2-3

Munkánkat az OTKA támogatta az F049498 nyilvántartási számú pályázat keretében.

1. Kovacs, J. A. Science 2003, 299, 1024.

2. Lente, G.; Espenson, J. H. Int. J. Chem. Kinet. 2004, 36, 449.

3. Lente, G.; Espenson, J. H. New J. Chem. 2004, 28, 847.

N

N

N

N

HO3S SO3H

SO3HHO3S

Fe

20

Flavonol 2,4-dioxigenáz néhány vastartalmú szerkezeti és működési

modelljének vizsgálata

Baráth Gábor1, Speier Gábor

1, Kaizer József

2,

1Veszprémi Egyetem, Szerves Kémia Tanszék, Veszprém

2MTA-VE, Petrolkémiai Kutatócsoport, Veszprém

A növényvilágban előforduló flavonolok oxidatív gyűrűbontási reakciójáért a flavonol 2,4-

dioxigenáz felelős (1).

O

O

OHO

O

O

OH

O2

-CO

(1)

Flavonol 2,4-dioxigenáz (Cu, Fe)

Ezen enzimeknek ezidáig két vállfaja ismeretes, az egyik aktív centrumában réziont [1],

míg a másik vasiont [2] tartalmazó metalloenzim. A Bacillus subtilis-ből elkülönített

protein esetében azt találták, hogy katalizálja flavonol oxigénezési reakcióját, tehát

flavonol 2,4-dioxigenáz aktivitással bír. Az enzim vizsgálata során megállapították, hogy

az aktív centrumban vas(II)ion és vas(III)ion forma is megtalálható, továbbá hogy a vasion

körül három hisztidines nitrogén és egy glutaminsavból származó oxigén található.

A vasion aktív formájának eldöntése céljából előállítottunk három vas(III)- és kettő

vas(II)komplexet, melyek szerkezetét spektroszkópiai módszerekkel (IR, UV-VIS) és

röntgendiffrakcióval állapítottuk meg. Ezek után vizsgáltuk az előállított komplexek

dioxigénnel való reakcióját, melyek alapján javaslatot tettünk a reakciók mechanizmusára.

[1] Fusetti, H.; Schroter, K. H.; Steiner, R. A.; van Noort, P. I.; Pijning, T.;

Rozeboom, H. J.; Kalk, K. H.; Egmond, M. R.; Dijkstra, B. W. Stucture, 10, 259-268

(2002).

[2] Barney, B. M.; Schaab, M. R.; LoBrutto, R., W. A.; Francisco, W. A. Protein Expres.

Purif., 35, 131-141 (2004).

21

Egy elfelejtett mennyiség reneszánsza a koordinációs

kémiában:

a diffúzió együttható mérése és alkalmazásai

Bányai István

DE TEK Fizikai Kémiai Tanszék

A diffúzió együttható pontos mérése rendkívül bonyolult kísérleti összeállítást és

esetenként nehéz analitikai technikákat igényel. Az NMR-rel való mérése, mivel nem

szükséges koncentráció gradiens kialakítása és nem kell radioaktív nyomjelzést alkalmazni

egy ígéretes út lehet a gyors és pontos meghatározásra. Az elméleti alapok és a kísérleti

összeállítás 1965 óta ismert (SE)1, azonban a mágneses tér gradiens impulzus (PFG-SE)

kiadására alkalmas mérőfejek csak az utóbbi években terjedtek el. Ez tette lehetővé azt, hogy

egyszerű módszerrel egy rendszerben csaknem az összes komponens diffúzió együtthatóját

mérni lehessen.2

Egy mennyiség mérésére általában nem ok az, hogy könnyű mérni, bár természetesen

nem hátrány. Azonban amikor egy részecske diffundál egy közegben, annak sebessége a

részecske effektív méretétől, a közeg tulajdonságaitól és a kettő kölcsönhatásától függ. Az

állítás megfordítása adja meg a mérés jelentőségét, mert a diffúzió együttható megismerése e

három tulajdonságról ad igen fontos információt.

Az előadásban irodalmi és saját példákkal mutatom meg, hogy milyen lehetőségek

vannak a diffúzió adatok elemzésében. Ilyenek például a ligandumok méretének függése a

pH-tól és a koordinációtól, a nagyméretű ligandumok víztartalma és hatása a víz diffúziójára,

és a ligandumok asszociáció foka. A szilárd szuszpenziók hatása a víz diffúziójára, és a

diffúzió kolloidokon és kolloidokban, például proteinek esetében, igen értékes adat a

koordinációs kémiai viselkedésükre.

Irodalom:

1. Stejskal, O. E., Tanner, J. E. J. Chem. Phys. 1965 42 288

2. Cohen, Y., Avram, L., Frish, L.: Angew. Chem. Int. Ed. 2005 44 520

22

Különböző összetételű vízoldható porfirin-komplexek szerkezetének és

fotoindukált viselkedésének vizsgálata

Horváth Ottó,

Huszánk Róbert, Lendvay György, Valicsek Zsolt

Veszprémi Egyetem, Általános és Szervetlen Kémia Tanszék

8201 Veszprém, Pf. 158, E-mail: [email protected]

A tetrapirrol-származékokat mint ligandumokat tartalmazó koordinációs vegyületek

közül számos rendkívül fontos szerepet játszik az élő szervezetekben. Konjugált -

elektronrendszerük következtében ezek a komplexek kiváló töltésközvetítőként működhetnek,

ahogy azt a különböző - réz- és vasközéppontú - citokrómok példája mutatja. Telítetlen

koordinációs szférájuk révén - axiális helyzetben - ligandumként funkcionáló kis méretű

ionok és molekulák szállítására is alkalmasak, mint pl. a fejlettebb élőlények vörösvértestében

található, a sejtek oxigénellátását biztosító mio- és hemoglobinban. Különleges koordinációs

és redoxitulajdonságaik mellett ezeket a tetrapirrol-származékokat a látható

hullámhossztartományban mutatott igen hatékony és jellegzetes fényelnyelésük, valamint

ennek következtében fellépő fluoreszcenciájuk, továbbá hosszú élettartamú triplett gerjesztett

állapotuk is fontossá teszi mind az élő szervezetekben, mind a mesterséges rendszerekben.

Legismertebb példa a földi élet meghatározó napenergia-hasznosító élőlényeinek, a

fotoszintetizáló növényeknek a fénygyűjtő antennáit alkotó, Mg2+

iont tartalmazó klorofill

(melyben a ligandum redukált porfin, azaz klorin). A szintetikusan előállított porfirineket

széles körben alkalmazzák, pl. az analitikában a fémionok szelektív fotometriás

meghatározásában vagy a gyógyászatban a daganatok fotodinamikus kezelésében. Utóbbi

esetben az érzékenyítőként működő vegyületek szingulett gerjesztett állapotú oxigén

képződését segítik elő, mely hatékony sejtpusztító.

Az eddig vizsgált porfirin-komplexek döntő többsége (hasonlóan a természetben

előforduló porfirin-származékokhoz) hidrofób típusú volt, s többnyire olyan fémiont

tartalmazott, melynek mérete megfelelt a tetrapirrol gyűrű közepén lévő szabad helynek, így a

ligandum síkjában helyezkedett el. Ezek a kinetikailag stabil normál porfirin-komplexek. Ha a

fémion nagyobb, mint a négy pirrol-nitrogén közt rendelkezésre álló tér, akkor a gyűrű síkja

fölé emelkedik, s úgynevezett sitting-atop (SAT) komplex képződik, ahogy azt a

kvantumkémiai számítások is megerősítik. Ha vízoldható porfirinekkel állítunk elő ilyen

(kinetikailag labilis) vegyületeket, ezek közös jellemzője az (abszorpciós) Soret-sávok vörös,

míg az emissziós sávok kék eltolódása a szabad porfirin megfelelő sávjaihoz képest. 1,2

Fotogerjesztés hatására a porfirin ligandumról a központi fémre történő elektronátmenet

játszódik le, melyet az elsődleges redoxitermékek hatékony és irreverzibilis szétválása követ a

ligandum oxidatív bomlását eredményezve.3 Utóbbi reakció a normál porfirin-komplexek

besugárzása esetén nem megy végbe.

Meglepő módon vizes rendszerekben olyan porfirin-komplexek esetében is

tapasztalható SAT jellegű viselkedés, amelyek hidrofób változatai normál típusúak. Ennek

magyarázata valószínűleg a víz axiális koordinációja (esetleg a porfirin részleges

protonálódása), mely kimozdítja a fémiont a porfingyűrű síkjából. Emellett a poláris oldószer

elősegítheti a hatékony töltésszeparációt a fotogerjesztést követően.

A munka az OTKA T035137 anyagi támogatásával készült.

1. O. Horváth, Z. Valicsek and A. Vogler, Inorg. Chem. Commun., 2004, 7, 854.

2. Z. Valicsek, O. Horváth and K. L. Stevenson, Photochem. Photobiol. Sci. 2004, 3, 669.

3. R. Huszánk and O. Horváth, Chem. Commun.. 2005, 224.

23

Kelátképző ligandumok és Al(III)komplexeik hatása az alkalikus foszfatáz

aktivitására

Gajdáné Schrantz Krisztina, Gyurcsik Béla, Kiss Tamás

SZTE, Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék – MTA, Bioszervetlen Kémiai Kutatócsoport,

6720 Szeged, Dóm tér 7

A szintetikus amino-karboxilátok és amino-foszfonátok, melyek között nagyszámú

herbicid, antibiotikum és metalloenzim inhibítor is található, rendkívül hatékony fémkötő

ligandumok, így a szervezetbe jutva alapvető hatást gyakorolnak az egyes fémionok

biospeciációjára.

A toxikus fémionok, mint az alumínium(III), és ezek komplexei befolyásolhatják

bizonyos enzimek (pl. acetilkolin-észteráz, hexokináz stb.) működését, és ily módon felelősé

tehetők az emberi szervezetben előforduló néhány betegség kialakulásáért is 1.

A cink(II)- és magnézium(II)ionok által aktivált alkalikus-foszfatáz a foszforsav-

monoészterek nemspecifikus hidrolízisét katalizálja. A szervezetben, a legnagyobb

mennyiségben, a belekben, a méhben és a vesében található, de előfordul a csontszövetben, a

májban és a tüdőben is. A vérplazmában mért koncentrációja alapján következtetni lehet a

vese és a csontok betegségére, ill. diagnosztizálni a leukémiát.

Munkánk során vizsgáltuk a nitrilo-triecetsav (NTA), nitrilo-trimetilénfoszfonsav

(NTA3P) valamint az alumínium hatását a borjú bélnyálkahártyájából származó alkalikus

foszfatáz aktivitására és szerkezetére, kinetikai (spektrofotometriás) és CD-spektroszkópiás

mérésekkel. Irodalmi adatok alapján már ismert, hogy az alumínium hatása az enzimre

nagymértékben függ annak speciációjától, ezért a hidroxo-, NTA- és NTA3P-komplexeit is

tanulmányoztuk. Az alkalikus foszfatáz optimális működéséhez enyhén lúgos (pH 9-10)

közeg szükséges. Ilyen körülmények között rendszereinkben AlAH-1, AlAH-2 és [Al(OH)4]-

részecskék vannak jelen2. Kinetikai vizsgálataink alapján elmondható, hogy az adott mérési

körülmények között, a legnagyobb mértékben a ligandumok gátolják az enzim aktivitását. Ez

nagy valószínűséggel annak következménye, hogy elvonják a fémiont az enzim aktív

centrumából, amit CD-spektroszkópiás eredményeink is alátámasztanak. A komplexek enzim

aktivitására gyakorolt gátló hatása alapján a következő sorrend állítható fel: Al(III)-NTA3P

Al(III)-NTA [Al(OH)4]-. A Lineweaver-Burk féle ábrázolás szerint vegyes típusú non-

kompetitív gátlás játszódik le a vizsgált rendszerekben.

1. M.J. Strong, M.R. Garruto, J.G. Joshi, W.R. Mundy, T.J. Shafer, J. Toxicol. Environm. Health, 48, 599 (1996)

2. M. Kilyén, A. Lakatos, R. Latajka, I. Labádi, A. Salifoglou, C. P. Raptopoulou, H. Kozlowski, T. Kiss, J.

Chem. Soc., Dalton Trans., 3578-3586 (2002)

24

L-Phe–cisz-2-amino-ciklohexán karbonsav diasztereomerek réz(II)

komplexeinek oldategyensúlyi vizsgálata kétdimenziós ESR-spektroszkópiai

módszerrel

Nagy Nóra Veronika*, Fülöp Ferenc**, Tóth Gábor***, Plánkáné Szabó Terézia****,

Rockenbauer Antal*

*MTA Kémiai Kutatóközpont H-1525 Budapest, Pf.. 17, [email protected]

**Szegedi Tudományegyetem, Gyógyszerkémiai Intézet

***Szegedi Tudományegyetem, Orvosi Vegytani Intézet

****Szegedi Tudományegyetem, Fizikai Kémia Tanszék

Az aliciklusos -aminosavak iránti érdeklődés jelentősen megnőtt az utóbbi időben a

vegyületek természetes előfordulása és biológiai aktivitásuk miatt. A ciszpentacin ((1R,2S)-2-

aminociklopentán karbonsav) például gombaölő hatású, az amipurimycin antibiotikum egyik

komponense.1 A -aminosavak felhasználhatók fehérjék építőköveiként is, ha egy -

aminosavat egy -aminosavval helyettesítünk a fehérje molekulában, a biológiai aktivitás

módosulhat ugyan, de megnő a molekula stabilitása, mivel a -aminosav nem érzékeny az

enzimatikus bontásra.2

Ezen vegyületeknek és természetes aminosavakkal képzett peptidjeinek komplexképző

sajátságait eddig még nem vizsgálták, pedig ettől is függ biológiai aktivitásuk. Ezért célul

tűztűk ki néhány -aminosav aliciklikus -aminosavval képzett dipeptidjének előállítását

(közöttük az L-Phe – cisz-2-amino-ciklohexán karbonsavét), valamint réz(II)komplexeiknek

oldategyensúlyi vizsgálatát. Mivel a 2-aminocikloalkán karbonsavaknak két enantiomer

szerkezete lehetséges, az -aminosav hozzákapcsolásával diasztereomerek jönnek létre.

Vizsgálataink első lépéseként elvégeztük a racem ligandumot és réz(II)iont tartalmazó

oldategyensúlyi rendszer kétdimenziós ESR-spektroszkópiai vizsgálatát.

A szabad ligandum protonálódási állandóit pH-potenciometriásan határoztuk meg. Az

ESR-spektrumokat 1:1, 1:5 és 1:15 fém-ligandum aránynál vettük föl. A spektrumok

illesztését a 2d_epr programmal3 végeztük el. A program a teljes spektrumcsomag egyidejű

szimulációját hajtja végre, amely meghatározza valamennyi (ESR-aktív és –inaktív) komplex

képződési állandóját valamint az aktív molekulafajták ESR-paramétereit. A legjobb

illeszkedést a következő ESR-aktív komplexek feltételezésével kaptuk: Cu2+

(aqua komplex),

[CuLH]2+

, [CuL]+, [CuLH-1], [CuLH-2]

-, [CuL2H-1]

-. Figyelembe vettem még egy inaktív

[Cu2L2H-3]- komplexet is, hogy a lúgos tarományban felvett spektrumokban a spektrumok

intenzitásából és a titrálási adatokból számolható teljes réz(II) koncentrációk egyezése jó

legyen. A [CuLH-1], [CuLH-2]- komplexek képződési tartományában szignifikánsan javult a

mért és számított görbék egyezése, amikor a szóban forgó komplexeknél izomer-egyensúlyt

tételeztünk fel, azaz figyelembe vettük, hogy különböző lehet a diasztereomerek

komplexeinek ESR-spektruma. Várakozásainknak megfelelően, minthogy a vizsgált ligandum

nem tartalmaz az oldalláncban donorcsoportot a komplexekre kapott ESR paraméterek jól

megközelítik az analóg diglicin komplexek paramétereit, ezért feltételezhetjük a koordinációs

módok hasonlóságát is.

Mivel HPLC technikával sikerült a diasztereomereket elválasztani, és külön-külön is

előállítani, a közeljövőben tervezzük ezek független vizsgálatát, ami lehetővé teszi a

megfelelő diasztereomer komplex - ESR spektrum párok egymáshoz rendelését, továbbá az

ESR paraméterek és a szerkezet közötti összefüggések felderítését.

1. Fülöp F. Chem. Rev. 2001, 101, 2181-2204

2. Gademann, K.; Hintermann, T.; Schreiber, J. V. Current Med. Chem. 1999, 6, 905.

3. A. Rockenbauer, T. Szabó-Plánka, Zs. Árkosi, L. Korecz, J. Am. Chem. Soc. 2001 123, 7646-7654.

25

Bíborsav-foszfatáz enzimek aktív centrumának modellezése

Jakab Ida Noémi1, Gajda Tamás

2, Gyurcsik Béla

2*, Raskó Tamás

3, Kiss Antal

3 és Lubomir

Rulisek

1SzTE-MTA Bioszervetlen Kémiai Kutatócsoport, Szeged

2SzTE-Szervetlen és Analitikai

Kémiai Tanszék, Szeged 3MTA-SZBK Biokémiai Intézet, Szeged

4Institute of Organic

Chemistry and Biochemistry, Czech Academy of Sciences, Prague, Czech Republic

A fehérjék tervezése napjainkban igen gyorsan fejlődő kutatási terület, melynek célja

előre megjósolható szerkezetű és funkciójú proteinek szintézise. Ezen tudományterület egyik

fontos, máig megoldatlan problémája olyan mesterséges enzimek előállítása, melyek

alkalmasak foszfátészter kötések hatékony és specifikus hidrolízisére.

Mesterséges foszfoészteráz enzimek tervezése során célunk, hogy a természetes

enzimekhez hasonló, esetleg annál nagyobb hatékonysággal működő enzimeket hozzunk létre.

A tervezés egyik módja, hogy a természetben előforduló enzimek aktív centrumát próbáljuk

modellezni. A legnagyobb hatékonysággal működő természetes foszfoészteráz enzimek aktív

centrumaiban két, esetleg három fémion található, melyek együttműködése eredményezi a

hatékony hidrolízist. A bíborsav-foszfatáz enzimcsaládra jellemző, hogy aktív centrumuk két

fémiont Fe(III)-M(II) tartalmaz, ahol M(II)= Fe(II), Zn(II), Mn(II). Röntgen-diffrakciós

módszerrel meghatároztva ezen enzimek szerkezetét úgy találták, hogy az aktív centrumban a

Fe(III)- és M(II)-ionok egymástól csupán néhány Å távolságra található: a két fémiont egy

karboxilát-, és egy hidroxid-híd köti össze.

Munkánk során egy molekuladinamikai és kvantummechanikai számításos módszerrel

meghatározott, fémkötésre alkalmas polipeptid szintézisét végeztük el a körülményeket

optimalizálva, hogy a terméket minél nagyobb mennyiségben és tisztaságban nyerjük ki. Az

L2 peptid (YKDPPTDHLDQRVLDLPHHN) méretéből kifolyólag a költséges szilárd fázisú

szintézis helyett biológiai úton történő előállítást választottuk. Ebből adódóan az előállított

peptid N-terminális részén egy Glutation S-Transzferáz (GST) fehérjemolekula található,

mely megkönnyíti az izolálást és tisztítását ioncsere-kromatográfia és affinitás-kromatográfia

segítségével. A fehérje kimutatása gél-elektroforézis (SDS-PAGE) segítségével történt. A tiszta fehérje fémkötő tulajdonságainak vizsgálata során elsőként Ni-affinitás-

kromatográfiát végeztünk, amely a fehérjék Ni-koordinációján alapuló specifikus elválasztási

módszer, de esetünkben a GST-L2 fehérje fémkötő tulajdonságának bizonyítására szolgált,

ugyanis a fehérje megkötődött a Ni(II)-oszlopon. A GST-L2 fehérje fémkötését tovább

vizsgálva, felvettük annak cirkuláris dikroizmus (CD) spektrumait különböző Fe(III) és

Zn(II)- ionkoncentrációk mellett. Azt tapasztaltuk, hogy két egymástól elkülöníthető folyamat

játszódik le: a fémion kis feleslegének jelenlétében a fémion és a fehérje között koordinatív

kölcsönhatás jön létre, míg a nagyobb fémion-feleslegnél felvett spektrumok esetén

tapasztalható jelekből nem-specifikus elektrosztatikus kölcsönhatásra és a fehérje

denaturálódására következtethetünk.

A GST a fentiekből kifolyólag megnehezíti a tiszta peptid fémion-kötő sajátságainak és

katalitikus aktivitásának vizsgálatát. Ezért következő lépésként tervezzük annak lehasítását a

peptidmolekuláról esetleg a peptid más rendszerből való kifejezését, melyben nincs fúziós

rész (az L2 peptid genomikai kódjának beépítését egy erre alkalmas hordozóba, és ennek

kifejezését E.Coli baktérium felhasználásával).

26

Króm(II) komplexek: szelektív reagensek vizes közegben

Micskei Károly

Debreceni Egyetem, Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék

Az enyhe körülmények között végzett sztereoszelektív szintézismódszerek iránt óriási

az igény a szintetikus szerves kémiában. Célunk olyan szintézis-stratégia kidolgozása volt,

amely az általában szokásos módszerekkel szemben semleges, vizes közegben is

működőképes. Az elmúlt tíz évben az irodalomban “biomimetikus szintézis” megjelöléssel

publikált eredményeink azt mutatják, hogy a króm(II) komplexek alkalmazásával kidolgozott

eljárásaink alkalmasak prokirális funkciós csoportok enatioszelektív redukciójára, szén-szén

kötés kialakítására, természetes származású molekulák szelektív átalakítására.

27

Gyökgenerálás C1-S kötést tartalmazó szénhidrát-származékokból Cr(II)-

komplexekkel

Juhász Zsuzsaa, Somsák László

b, Micskei Károly

a

a Debreceni Egyetem, Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék

b Debreceni Egyetem, Szerves Kémiai Tanszék

Korábbi kutatásaink1-3

eredményeként megmutattuk, hogy a króm(II) komplexek vizes

közegben alkalmasak gyökök generálására szénhidrátok anomer centrumán, ami a

reakciókörülményektől függően szén-szén kötés kialakítását vagy cukorkróm(III) komplex

intermediereken kereszül eliminációt (E1cb) eredményez. A kísérletek során a gyököt glikozil-

halogenidekből (R: Cl, Br) állítottuk elő, melyek hidrolítikus stabilitása csekély, ezért – mint

arról korábban már beszámoltunk – előállítottunk vizes közegben stabil, az anomer centrumon

szén-kén kötést tartalmazó szénhidrát származékokat és bizonyítottuk, hogy ezek is

alkalmasak gyökök generálására króm(II) komplexekkel.

O

OAc

OAc

OAc

OAc

RO

OAc

OAc

OAc

OAc

O

OAc

OAc

OAc

OAc

CrIIL CrIILCrIIIL

O

OAc

OAc

OAc

O

OAc

OAc

OAc

OAc

Z

Z

Z: akril/nitril metil-akrilát TEMPO etil-vinil-éter

- CrIIL

- OAc-

R: SBoxO

N

S

SBt

S

N

S

SPy NS

SO2Bt

S

N

S

O

O

SO2PyNS

O

O

A továbbiakban vizsgáltuk az ábrán látható szénhidrátok reakcióit különböző

redukciós potenciállal rendelkező Cr(II)L komplexekkel (L: EDTA, NTA, IDA, GLY, MAL).

A szén-szén kötés kialakítására tett kísérletek alapján arra a következtetésre jutottunk,

hogy a tioglikozidok és glikozil-szulfonok eltérő reaktivitással rendelkeznek a korábban

vizsgált glikozil-halogenidekhez képest. Ahhoz, hogy a gyökök elfogását (szén-szén kötés

kialakítását) sikeresen tudjuk megoldani, a reakció lefolyásának mélyebb megismerésére volt

szükség. Ezért UV/VIS-spektrofotometriás méréseket végeztünk, melyek információt

szolgáltattak a gyökök kialakulásáról, valamint a fémorganikus intermedierek keletkezéséről

és bomlásáról.

1. G. Kovács, J. Gyarmati, L. Somsák and K. Micskei: Long-lived Glycosyl-Chromium(III) Complex Intermediates in

Aqueous Medium. Preperation of Pyranoyd Glyycals; Tetrahedron Lett., 1996, 37, 1293.

2. G. Kovács, K. Tóth, Z. Dinya, L. Somsák, K. Micskei: Preparation of Acylated Pyranoid Glycals in Neutral Aqueous

Medium by Using Chromium(II) Complexes as Reagents; Tetrahedron, 1999, 55, 5253.

3. G. Kovács, K. Micskei, L. Somsák: Preparation of Acetylated Pyranoid Glycals from Glycosyl Halides by Chromium(II)

Complexes under Aqueous Biphasic Conditions; Carbohydrate Res., 2001, 336, 225.

28

CFC és HCFC vegyületek átalakítása átmenetifém-komplexek jelenlétében

Simon Ottó Balázs (VE)

Sisak Attila (MTA-VE Petrolkémiai Kutatócsoport)

A kiváló tulajdonságaiknak köszönhetően gyorsan és széles körben elterjedt

klór-fluor-karbon (CFC, freon) vegyületekről a 80-as évekre kiderült, hogy a légkörbe

kerülve bontják a magaslégköri ózont. Ezért a 80-as évek végétől egyezmények sora

korlátozta, majd betiltotta e vegyületek használatát. Klórmentesítésükre heterogén

katalitikus eljárásokat dolgoztak ki, amelyek különféle hordozóra felvitt

átmenetifémeket (Rh, Ru, Pd, Pt) használtak. A főtermékek egyszeresen és/vagy

kétszeresen hidrodeklórozott termékek és metán voltak. Freonok homogén katalitikus

dehalogénezéséről eddig kevesen számoltak be.

Kutatásaink során Rh és Pd átmenetifém-komplexek jelenlétében vizsgáltuk a

CCl2F2, CHClF2 és CHClFCF3 homogén hidrodehalogénezési reakcióit. [RhCl3(py)3]

és in situ előállított [Pd(PiPr3)2] katalizátorok esetében közel kvantitatív átalakítást

értünk el. CHClFCF3-ból 120°C-on >99%-os szelektivitással képződött a „zöld

hűtőanyag” CH2FCF3 [RhCl3(py)3] és piridinfelesleg jelenlétében:

CHClF-CF3 CH2F-CF3 ( 1)[RhCl3(py)3]/py

H2, -HCl

Érdekes, hogy CHClF2-ból a várt CH2F2 helyett metán és trifluor-metán

keletkezett. A reakció 150°C-on a piridinnél erősebb bázis és fluoridion adalékok

alkalmazásával vált teljessé:

CHClF2 CHF3 + CH4 (2)[RhCl(COD)]2/py, Et 3N, F

H2, -HCl

Modellreakciókat is végeztünk az intermedierek azonosítása érdekében.

Vizsgálataink eredményeképpen javaslatokat tettünk a [RhCl3(py)3] és a [Pd(PiPr3)2]

által katalizált hidrodeklórózás mechanizmusára.

A kutatómunkát az OTKA támogatta (T 037817).

29

Az imatinib β-ciklodextrin zárványkomplexének vizsgálata

Csernák Orsolya1, Szakács Zoltán

1, Béni Szabolcs

2, Barczáné Buvári Ágnes

1,

Barcza Lajos1, Noszál Béla

2

1ELTE, Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék, Budapest, Pázmány P. sétány 1/A.

2Semmelweis Egyetem, Gyógyszerészi Kémiai Intézet, Budapest, Hőgyes E. u. 9.

Az imatinib (Gleevec®

, 4-(4-metil-piperazin-1-ilmetil)-N-[4-metil-3-(4-piridin-3-il-

pirimidin-2-ilamino)-fenil]-benzamid, az új koncepciójú rákkutatás legsikeresebb, áttörést

jelentő vegyülete, mely mára a krónikus mieloid leukémia (CML) és a gasztrointesztinális

sztrómális tumorok (GIST) kemoterápiás kezelésének az egyik leggyakrabban alkalmazott

hatóanyaga lett.

A hatóanyag szabad bázis formájában töltésmentes, az oldat hidrogénion

koncentrációjának növelésével 4 proton felvételére képes. Ennek megfelelően pH > 7 vizes

közegben az imatinib koncentrációja nem éri el a mM-os nagyságrendet sem. A ciklo-

dextrinek, mint gyűrűs oligoszacharidok jó vízoldékonyságuk és belső, hidrofób üregük révén

régóta használatosak apoláris molekulák oldhatóságának növelésére.

Munkánk során -CD segítségével próbáltuk megnövelni az imatinib oldhatóságát,

melynek mértékét UV-spektrofotometriás méréssel vizsgáltuk. A zárványkomplex stabilitási

állandójának meghatározására potenciometriás titrálást, valamint 1H NMR titrálást végeztünk.

A különböző pH-kon felvett homonukleáris NOESY, esetleg ROESY korrelációk segítenek

annak megállapításában, hogy az imatinib mely protonjai, illetve aromás gyűrűi kerülnek a -

ciklodextrin üregébe a zárványkomplex képződésekor.

30

Az N-nitrozo-N-fenil-hidroxil-amin (kupferron) ón(IV)organikus

komplexeinek előállítása és szerkezetvizsgálata

Szorcsik Attila1, Nagy László

2, Deák Andrea

3, Lorenzo Pellerito

4, Michelangelo Scopelliti

4

1MTA Bioszervetlen Kémiai Kutatócsoport, 6701 Szeged, Pf. 440.

2SZTE, Szervetlen és Analitikai Kémia Tanszék, 6701 Szeged, Pf. 440.

3MTA Kémiai Kutatóközpont Kémiai Intézet, Röntgendiffrakciós Osztály, Budapest

4Universita di Palermo, Dipartimento di Chimica Inorganica e Analitica, Viale delle Scienze,

Parco d’Orleans, 90128 Palermo, Italy

A SZTE Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszékén folyó bioszervetlen kémiai

kutatások egyik területe az ón(IV)organikus kationok komplexeinek egyensúlyi- és

szerkezetvizsgálata. Az eddigi kutatások eredményei azt mutatták, hogy a komplexek

szerkezete és rákellenes aktivitása közt összefüggés van.

Az 1990-es évek derekán a kupferron és származékai a figyelem középpontjába

kerültek, mint olyan lehetséges „prodrug”-ok, amelyek kontrollált körülmények között

nitrogén monoxidot szabadítanak fel. Fiziológiás körülmények között a NO az élő

szervezeteken belüli folyamatokat szabályoz, az agyban neurotranszmitter feladatokat lát el,

és fontos szerepe van a tanulásban, valamint a hosszú távú memóriában. Az immunrendszer

vírusok, baktériumok és rákos-daganatok legyőzésére NO-ot is használ. Rákos emberi

sejtekben megnövekedett nitrogén-oxid szintetáz (NOS) enzimaktivitást észleltek. A NO

többlet serkentőleg hat az elszakadt DNS-láncoknak a megjavítását végző DNS-függő

protein-kináz katalitikus alegységének (DNS-PKcs) a működésére.

Korábbi munkák során tanulmányozták a Me2Sn(IV)-, Me3Sn(IV)- valamint a

Ar2Sn(IV)-kupferronát komplexek szerkezetét különböző spektroszkópiai módszerekkel. Azt

találták, hogy a ligandum általában, az átmenetifémion komplexeihez hasonlóan, öt tagú kelát

kötés kialakítása révén kötődik az ón(IV)organikus kationhoz. Néhány esetben ettől eltérő,

híd típusú koordinációt tapasztaltak. Az eddig tanulmányozott kis térkitöltésű szerves

szubsztituenst tartalmazó metil- és fenilón(IV)kupferonát komplexek mellett célszerűnek

tartottuk megvizsgálni azt, hogy a nagyobb térkitöltésű Et2Sn(IV)-, Bu2Sn(IV)-, tBu2Sn(IV)-,

Bu3Sn(IV)- és Ph3Sn(IV)komplexekben a szerves-csoportok minősége és mennyisége hogyan

befolyásolja a komplexek szerkezetét. Ezért előállítottuk e vegyületeket és tanulmányoztuk a

szerkezetüket röntgendiffrakciós, Mössbauer- és FTIR-spektroszkópiai módszerrel.

A ligandum {O} donoratomjainak

koordinációs módját FTIR-spektroszkópiai

vizsgálatok alapján határoztuk meg. Az (Sn-

O) sávok hullámszámértékei alapján a

Bu2SnO-ból és Bu2SnCl2-ból előállított

komplexekben a kupferronát eltérő típusú

koordinációjára következtettünk. Ez alapján

az ón(IV)organikus kation körül kialakult

geometriát 119

Sn Mössbauer-spektroszkópiai

módszerrel határoztuk meg. A mért

kvadrupólusfelhasadás () értékeket összehasonlítottuk az ún. pqs elmélet alapján számított

értékekkel, melyekből a központi ónatom környezetére főként oktaéderes (Oh) szerkezeteket

ajánlunk. A tBu2Sn(cupf)2 komplexet sikerült egykristályként előállítani. A röntgen-

krisztallográfiás mérés eredménye azt mutatta, hogy az ón a komplexben transz-oktaéderes

környezetben található. A két Sn–O kötéstávolság közt jelentős különbség (0,17 Å) van. A C–

Sn–C kötésszög 151 foknak adódott.

A tBu2Sn(cupf)2 komplex szerkezete

31

Al(III), Ga(III) és Fe(III) hidroxokomplexek magas pH-jú vizes oldatokban

Sipos Pál

SZTE Szervetlen és Analitikai Kémia Tanszék, 6721 Szeged, Dóm tér 7.

Az Al(III), Ga(III) és Fe(III) ionok hidrolízisében megmutatkozó hasonlóságok közismertek.

Mértékadó szakirodalmi források a 7 < pH < 13 tartományban mindhárom ionra a tetraéderes

M(OH)4– komplex kizárólagos képződését javasolják A magasabb pH-jú és a szokásosnál

nagyobb M(III)-koncentrációknál már sokkal változatosabb az irodalmi adatok alapján

felvázolható kép. Mindhárom kationra vonatkozóan az olvasható több helyen is, hogy

„elegendően magas pH-jú oldatokban” az M(OH)63–

komplex képződésével kell számolni.

Hasonlóképpen di- és oligomer részecskék jelenlétéről számolnak be azokban a

rendszerekben, amelyekből [M(III)]T > 1 M koncentrációjú oldatok előállíthatók. Előadásom

célja az, hogy bemutassam, és kritikailag elemezzem az irodalomban közölt azon kísérleteket,

amelyek alapján magasabb hidroxokomplexek illetve di- és oligomer részecskék képződését

állapították meg és amelyek alapján a különböző, gyakran az egyetemi oktatásban is

segédanyagként használt monográfiákban búvópatakként újra meg újra megjelenő

(véleményem szerint túlnyomó többségében téves) részecskeösszetételeket definiálták. Az

irodalomból vett adatokkal össze kívánom vetni saját méréseink eredményeit, amelyek

alapján lényegében az alábbi következtetéseket vontuk le:

1. A fenti három fémion négyesnél magasabb koordinációs számú monomer

hidroxokomplexe még a legmagasabb koncentrációjú (~20 M) lúgoldatokban sem

képződik olyan mértékben, hogy spektroszkópiai módszerrel kimutatható legyen;

2. Az a tény, hogy számos olyan tömény lúgoldatokból kinyert szilárd hidroxokomplex

sót ismerünk, amelyben az M(OH)63–

szerkezeti elem megtalálható, nem jelenti azt,

hogy az ennek megfelelő M(OH)63–

részecske oldatban mérhető mennyiségben jelen

lenne;

3. Dimer részecskék csak az Al(III)-tartalmú lúgos oldatokban mutathatók ki, míg a

Ga(III)-tartalmúakban nem. Az Al(III)-dimerre vonatkozóan széles ionerősség- és

hőmérséklettartományban meghatároztuk a dimerizálódás egyensúlyi állandóját és a

Raman spektrumok részletes elemzése alapján bizonyítottuk, hogy azok két „színes”

részecske figyelembevételével leírhatók.

4. Megállapítottuk, hogy az összes általunk megfigyelt spektroszkópiai, diffraktometriás

és elektrokémiai megfigyelés (vagy „effektus”) teljes mértékben leírható az M(OH)4–

komplex (valamint az Al(III) esetében az [(OH)3Al–O–Al(OH)3]2–

dimer részecske) és

ezeknek a közeg kationjával képzett ionpárjai segítségével. Egyéb részecskék

feltételezése a kapott kísérleti eredmények értelmezéséhez nem szükséges.

32

Elektrokémiai mérések újraértelmezése tömény lúg- és aluminátoldatokban

Peintler Gábor1a

, Sipos Pál1b

, Mark Scibeci2, Peter M. May

2, Glenn T. Hefter

2

1Szegedi Tudományegyetem, TTK,

aFizikai Kémiai Tanszék,

bSzervetlen és Analitikai Tanszék

2Department of Chemistry, Murdoch University, Perth, WA 6150, Ausztrália

Tömény aluminátlúgok egyensúlyi viszonyai ma sem tisztázottak egyértelműen, annak

ellenére, hogy ipari jelentősége vitathatatlan az ilyen irányú kutatásoknak. Az egyik alapvető

problémát a dimer (2Al(OH)4=Al2(OH)8

) részecske létezésének kérdése jelenti. Ezt a

részecskét a Raman-spektroszkópiai vizsgálatok egyértelműen kimutatják, az NMR-

spektroszkópiában viszont nicsen nyoma. Ez az ellentmondás az eddigi kutatások szerint nem

oldható fel potenciometriás vizsgálatokkal, mivel a dimer képződésének nincs hatása a

hidrogénion koncentrációjára, így a pH-potenciometria alkalmatlan további közvetlen kísérleti

bizonyítékok gyűjtésére. A problémát tovább bonyolítja, hogy tömény oldatokban a NaOH0

ionpár képződése sem hanyagolható el, ami tovább nehezíti az elektrokémiai mérések

elemzését.

Az előadás az elektrokémiai mérések módosított értelmezését mutatja be, amelyben a

módosítás az aktivitási koefficiensek kvantitatív figyelembevételén alapul.

Az előadás első részében tömény MOH/MCl-oldatokban (ahol M=Na, K vagy Cs), állandó

ionerősségen (I=4 M) végrehajtott potenciometriás mérések összehasonlító értékelését

mutatjuk be. Ennek eredményeként kijelenthetjük, hogy a K+- és Cs

+-tartalmú oldatokban a

KOH0 és CsOH

0 ionpárok képződése nem mutatható ki az c(MOH)=02 M tartományban,

míg Na+-tartalmú oldatok esetében az aktivitásokkal definiált ionpár-képződési állandó értéke

0,80,1.

A második részben a fentiekkel analóg kísérletek értékelését mutatjuk be olyan oldatokban,

amelyek Al(OH)4-ot is tartalmaznak. Ezekben az oldatokban a mért hidroxidion aktivitás

magasabb, mint amekkora abban az esetben lenne, ha az oldatban csak Al(OH)4 létezését

tételeznénk fel. Az aktivitási koefficiensek és a dimer részecske figyelembevételével ez az

effektus jól leírható. Számítástechnikai nehézségek (konkrétan majdnem teljes korrelációk)

miatt a dimer aktivitásokkal definiált képződési állandójának értéke nem határozható meg,

csak a >0,2 reláció igazolható.

Összefoglalásként megállapíthatjuk, hogy munkánk eredményeként az elektrokémiai

mérések összhangban vannak a Raman-spektroszkópiai vizsgálatokkal és a NaOH ionpár

képződési állandóját is sikerült az eddigieknél pontosabban meghatározni.

33

Etán- és propánvázon szubsztituált oligofoszfonsavak és oligofoszfono-

karbonsavak protonálódási egyensúlyainak vizsgálata pH-

potenciometriás és pH-függő NMR spektroszkópiás módszerekkel

Bogdán Csilla

Eötvös Loránd Tudományegyetem Természettudományi Kar Főiskolai Kémia

Tanszék

A többfogú ligandumok komplexképző hajlamának vizsgálata az utóbbi

években változatos ligandum-rendszerek tanulmányozásához vezetett. Noha a

többértékű foszfonsavak és foszfono-karbonsavak közül több vegyületet is

szintetizáltak, amelyek az alkalmazott kémia számos területén gyakorlati szempontból

is fontosnak bizonyultak, mégis e vegyületek egyensúlykémiája tisztázatlan, az

irodalomban csak kevés egyensúlyi adat található.

Munkánk során két foszfonsav (propán-1,1,2,3-tetrafoszfonsav és etán-

1,1,2-trifoszfonsav), öt foszfono-karbonsav (etán-1,2-difoszfono-1-karbonsav, propán-

1,1-difoszfono-2,3-dikarbonsav, etán-1,2-difoszfono-1,2-dikarbonsav, etán-1-foszfono-

1,2-dikarbonsav, propán-1-foszfono-1,2,3-trikarbonsav) és összehasonlítás végett az

etán-1,1,2-trikarbonsav protonálódási állandóit határoztuk meg pH-metriás módszerrel.

Annak ellenére, hogy az egyes protonálódási állandók jól számíthatóak voltak és ezek

egyes funkciós csoportokhoz való rendelése teljesen elfogadhatónak bizonyult,

szükségesnek látszott a kapott eredményeket más módszerrel is alátámasztani. E célból

néhány esetben pH-függő 31

P és 13

C NMR vizsgálatokat végeztünk (vagy irodalomban

nem közölt mérési adatokat dolgoztunk fel és értelmeztünk).

A potenciometriás és az NMR méréseink alapján valószínűsíteni lehetett a

vegyes foszfono-karbonsavak esetében a protonálódási sorrendet.

A di- és trifoszfonsavak esetében a pH-metriás mérések adataiból az egyes

funkciós csoportok protonálódási állandói matematikailag jól számíthatók, de az

egyedi protonálódási lépések nem különülnek el. A valós viszonyokat bonyolítja az

intramolekuláris hidrogénhíd(ak) képződése is. A pH-metriás mérések értékelésének

alapját képező matematikai modellel számított lépcsőzetes protonálódási állandók

valójában a molekula egészének protonmegkötését jellemzik.

34

SZTÉRIKUS HATÁSOK MEGNYILVÁNULÁSA

PALLÁDIUMKOMPLEXEK ÖNSZERVEZŐDÉSÉBEN

Hollóné Sitkei Eszter, Tárkányi Gábor, Párkányi László és Besenyei Gábor

MTA Kémiai Kutatóközpont, Szerkezeti Kémiai Intézet, Budapest

A kémiai kötések klasszikus, lépésenkénti kialakításához képest felbecsülhetetlen értékű

előrelépést jelent a szervetlen szintéziseknek az az új megközelítése, mely szupramolekuláris

szerkezetek kialakításához kinetikailag labilis, másodrendű kötéseket használ. E módszert

alkalmazva mintegy tizenöt éve vizsgálják átmenetifém-komplexek gyűrűs nanoszerkezetekké

történő szerveződését. Az így előállított molekulák alakja különféle geometriai formákra

emlékeztet, úm. négyzet, háromszög, tetraéder, gömb, létra stb. Eddig viszonylag kevés

figyelmet fordítottak a sztérikus kölcsönhatások vizsgálatára, bár ezek döntően

meghatározhatják a molekulák alakját, vagy a reakcióelegyben fellépő specieszek egyensúlyi

viszonyait.

Munkánk során azt tűztük ki célul, hogy a

kelátképző ligandum térigényének változtatásával

befolyásoljuk az önszerveződési folyamatot. A

[Pd(N

N)]2+

(NO3)2 komplexek (M) előállításához

etilén-diamin származékokat és analógokat

használtunk, majd ezeket 4,4’-bipiridinnel (L)

reagáltattuk (N

N jelentése: etilén-diamin, en, 1,3-

diamino-propán, 1,3-dap, tetrametil-etilén-diamin,

tmen, tetraetil-etilén-diamin, teen, dimetil-

piperazin, dmpip és homopiperazin, hpip). DOSY és VT NMR vizsgálatok azt mutatták, hogy

a reakciókban molekuláris háromszögek és négyzetek elegyei képződtek. Amint a táblázat

adataiból látható, a kelátképző nitrogénatomok közötti szénláncok száma és mérete nincs

jelentős hatással a ∆/□ arányra, azonban az etilén-diamin NH2-hidrogénatomjait metil- vagy

etilcsoportokra cserélve az M3L3 komponens arányának jelentős növekedése figyelhető meg.

Ezek az eredmények azt jelzik, hogy a φ(N-Pd-N) harapási szög nem alkalmas paraméter a

ligandumok térigényének előrejelzésére. Érdemes megemlíteni, hogy a viszonylag kis

térigényű etilén-diamin ligandumnál is megfigyeltük az M3L3 összetételű komplex

képződését, bár e speciesz létezésére az eddigi irodalmi adatok nem utaltak.

Kelátképző ligandumok

dmpip hpip 1,3-dap en tmen teen

φ(N-Pd-N)a 72° 77° 90° 84° 85° 85°

∆/□ arányb 17:100 7:100 16:100 5:100 63:100 >250:100

a a CCDC adatbázisban szereplő szerkezetek alapján;

b 1H NMR, 25 ºC, D2O

Pd Pd

N

N

N

R2

R2

NN

N

N N

N

R2

Pd

NR2

NR2

NR2

6 NO3

6

35

Az EDTA és NTA karboxilátok protonálódási

mikroegyensúlyainak vizsgálata

Szakács Zoltán1, Béni Szabolcs

2, Noszál Béla

2

1ELTE Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék; e-mail: [email protected]

2Semmelweis Egyetem, Gyógyszerészi Kémiai Intézet

A poliamino-polikarboxilátok (komplexonátok) fémkomplexei kiemelt stabilitásukkal tűnnek

ki a többfogú ligandumok közül. Az NTA és EDTA több, mint fél évszázada kiterjedt fel-

használásnak örvend az analitikai, orvosi, ipari és mezőgazdasági gyakorlatban. Sok alkal-

mazásnak képezi alapját az a tény, hogy a donoratomok protonálódásával a fémkomplexek

látszólagos stabilitása jelentősen csökken, ennek leírásához a protonálódási makroállandók

pontos értékeire van szükség. A 2-nél nagyobb log K értékekre igen nagyszámú irodalmi

adatot találunk, ám a legsavasabb állandók meghatározására már kevesebben vállalkoztak pH-

metriás titrálásokkal és oldhatósági mérésekkel. A potenciometriában jelentős nehézséget

jelent az oldószer nagy pufferkapacitása savas oldatokban és mindkét technika esetén

torzíthatja a kapott állandókat az erősen savas pH mérésénél fellépő diffúziós potenciál.

További probléma a közölt makroállandók többségével, hogy nem teljesítik a statisztikus

esetből következő minimális log K különbségeket. Ezen kritérium szerint még olyan

referenciamunkákban is hibás állandók találhatók, mint a Critical Stability Constants.

Munkánk során pH-metriás és 1H NMR-pH titrálásokat végeztünk az NTA, HIDA, EDDA és

EDTA karboxilátok makroállandóinak pontosabb meghatározására 22 ºC-on és állandó

(1,0 M) ionerősségnél, mely utóbbit az inertsó kationjával való komplexképzés

minimalizálására KCl-dal állítottunk be. Az NMR titrálás során a diklórecetsav, mint belső

indikátor kémiai eltolódását használtuk a 2-nél alacsonyabb p[H] értékek torzítatlan és

megnövelt pontosságú mérésére. Az előadásban kitérünk az NMR titrálási görbék

kiértékelésekor tapasztalt kemometriai problémákra. Az NTA, HIDA és EDDA esetén a

karboxilátok teljes ekvivalenciája mikroállandók kiszámítását is lehetővé teszi a pontosított

log K értékekből. Ugyanakkor, az EDTA összes mikroállandójának kiszámításához

többletinformációra is szükség van, ilyen lehet az NTA vagy az EDDA karboxilátok

kölcsönhatási tényezőjének „importálása”.